이현석·지정근·정희철·김용희(모아소프트)
서론
비도시권 지역에서는 스마트팜, 원격 모니터링, IoT 기반 농업 서비스가 확산되면서 안정적이고 고속의 무선 통신망 구축이 필수적인 과제가 되고 있다.
그러나 이러한 지역은 도시와 달리 개방된 지형에 산지, 수목, 건물 등이 혼재되어 전파 환경이 복잡하게 형성된다.
이에 따라 도시 및 실내 환경을 중심으로 한 기존 무선망 연구 결과를 그대로 적용하기에는 한계가 있다.
본 논문은 전형적인 비도시권 통신 환경을 대상으로 Wi-Fi 6 기반 무선 액세스 포인트(AP) 배치에 따른 성능을 평가하였다.
Ray-Tracing 기반 전파 해석 도구인 Wireless InSite를 활용하여 실제 지형 데이터를 반영하고, 수신 전력과 처리율을 중심으로 무선망 성능을 분석함으로써 해당 환경에 적합한 무선망 설계 방안을 제시하고자 한다.
본론
본 논문은 약 3 km × 2.5 km 규모의 비도시권 개방 지형 지역을 대상으로 수행되었다.
환경적 요소를 충실히 반영하기 위해, 공공 지형 데이터 플랫폼에서 제공하는 고도 및 지형 정보를 가공하여 시뮬레이션 모델에 적용하였다.
이를 통해 단순히 이론적 자유공간 손실만 고려하는 것이 아니라, 실제 개방형 지형 환경에서 발생할 수 있는 전파 경로 변화와 신호 감쇠 현상을 보다 현실적으로 재현하고자 하였다.
분석에는 Ray-Tracing 기반의 전파 해석 툴인 Wireless InSite가 사용되었다.
이 툴은 전파가 전파되는 과정에서 직진(Line of Sight), 건물이나 지면에 의한 반사(Reflection), 장애물에 의한 산란(Scattering), 지형 경계면에서의 회절(Diffraction) 등을 모두 고려할 수 있어, 산지·수목·소규모 구조물이 혼재하는 복합 전파 환경을 정밀하게 분석하는 데 적합하다.
시뮬레이션 시나리오
그림 1 은 비도시권 개방 지형을 대상으로 한 시뮬레이션 시나리오를 나타낸다. 무선망 구성은 최신 Wi-Fi 6 규격을 기반으로 설계하였다.
액세스 포인트(AP)는 5 GHz 대역에서 동작하며, 송신 출력은 30 dBm으로 설정하였다. 또한 전방향성(Omni-directional) 안테나를 사용하여 5 dBi의 이득을 제공한다.
최저 수신 감도는 MCS0 기준 -90 dBm으로 설정하여 실제 환경에서 요구되는 최소 수신 조건을 반영하였다.
단말은 대상 지역 전역에 균등하게 분포시켰으며, 두 개의 AP를 주요 거점에 배치하여 전체 영역에 대한 커버리지를 형성하였다.
이를 통해 수신 전력 및 처리율의 공간적 변화를 종합적으로 평가하였다.
결론
본 논문에서 비도시권 개방 지형 환경에서 Wi-Fi 6 기반 무선망의 성능을 시뮬레이션으로 검토하였다.
두 개의 AP 배치로 -90 dBm 이상의 수신 감도를 확보하였으며, 근거리·중거리에서는 60~120 Mbps의 안정적인 전송이 가능했다.
그러나 외곽 지역에서는 처리율이 20 Mbps 이하로 저하되거나 Outage가 발생하여 성능 한계가 나타났다.
안정적인 통신 품질을 위해서는 AP 추가 배치나 안테나 최적화와 같은 보완이 필요하다.
• 해당 논문은 2025 한국군사과학기술학회 추계학술대회에서 발표되었습니다.
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